CN111087920B - 一种光油及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涂料领域,公开了一种光油,按重量份数计,包括以下组分:预聚物3‑18份,单体A 15‑45份,单体B 20‑70份,光引发剂5‑20份,含有碳碳双键的醋酸丁酸纤维素0.1‑5份,流平剂0.1‑5份;预聚物为聚丙烯酸酯及其衍生物;单体A选自N‑丙烯酸酰吗啉、N‑乙烯基比咯酮、N‑乙烯基己内酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、四氢呋喃丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷环甲缩醛丙烯酸酯或2‑苯氧基乙基丙烯酸酯中的至少一种;单体B为丙烯酸酯衍生物。该光油固化后对各类基材具有良好的附着力,对UV墨水具有很好的相容性,提高了UV墨水对基材的附着力、耐水性和耐酒精性;该光油可直接打印在基材上,打印效率高。
Description
技术领域
本发明属于涂料领域,特别涉及一种光油及其制备方法和应用。
背景技术
UV(紫外)固化喷墨技术是指将喷墨打印头、打印装置、光固化系统和UV墨水整合在一起而形成的现代化打印技术,其优点包括没有挥发性有机物,低能耗,快速固化,适合多种基材,不堵塞喷头,油墨组成恒定,打印质量好,综合性能优异等,在广告、装饰材料、计算机类、通信类和消费类电子产品行业得广泛的应用。
现有技术中,UV墨水面对的打印基材多种多样,具体的打印基材有:PMMA(有机玻璃)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVC(聚氯乙烯)和PS(聚苯乙烯),其中PMMA、PS、PVC等基材因硬度高和表面能低的因素导致大部UV喷墨对其附着力不佳,所以在打印UV墨水前需要人工擦拭附着力处理涂层后再进行喷墨打印。这种人工擦拭附着力处理涂层的缺点是处理涂层含有大量VOC(挥发性有机化合物),对环境和人体十分不友好,生产效率低,浪费人力等问题。另外,即使通过人工擦拭附着力处理涂层后再进行喷墨打印,得到的UV墨水层的耐水性和耐酒精性能也差。现有技术中的光油(涂层)难以同时解决打印、附着力、UV墨水层的耐水和耐酒精问题。
因此,希望提供一种光油可直接打印在基材上,然后再打印UV墨水,可显著提高UV墨水的附着力,耐水性和耐酒精性能。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种光油,本发明所述的光油可在UV墨水打印前先直接打印在各类基材上,打印效率高,无大量VOC挥发带来的环境问题,且在光油的基础上再打印UV墨水,UV墨水层对基材的附着力好,耐水性和耐酒精性也好。
一种光油,按重量份数计,包括以下组分:
所述预聚物为聚丙烯酸酯及其衍生物;
所述单体A选自N-丙烯酸酰吗啉、N-乙烯基比咯酮、N-乙烯基己内酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、四氢呋喃丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷环甲缩醛丙烯酸酯或2-苯氧基乙基丙烯酸酯中的至少一种;
所述单体B为丙烯酸酯衍生物。
优选的,所述聚丙烯酸酯及其衍生物选自超支化聚酯丙烯酸酯、改性聚氨酯丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯中的至少一种。
优选的,所述单体B选自三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。
优选的,所述光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮或异丙基硫杂蒽酮中的至少一种。
优选的,所述流平剂选自聚二甲基硅氧烷、聚酯改性有机硅氧烷、聚醚改性硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷或氟改性丙烯酸酯中的至少一种。
优选的,所述含有碳碳双键的醋酸丁酸纤维素(CAB)的分子量为40000-60000,远高于一般的醋酸丁酸纤维素的分子量。
优选的,所述含有碳碳双键的醋酸丁酸纤维素(CAB)选自JS-113(由中山市杰事达精细化工有限公司提供)、JS-116(由中山市杰事达精细化工有限公司提供)或JS-126(由中山市杰事达精细化工有限公司提供)中的至少一种。
本发明所采用的含有碳碳双键的醋酸丁酸纤维素可显著降低光油固化收缩率,具有很快的反应速度,具有溶剂挥发自干的热塑性质,固化产物具有很高的玻璃化温度,降低UV墨水表面对气体、水汽、外界杂质的敏感性,从而改善UV墨水的耐水性和耐酒精性。
优选的,一种光油,按重量份数计,包括以下组分:
进一步优选的,一种光油,按重量份数计,包括以下组分:
一种光油的制备方法,包括以下步骤:
按配方量称取各组分,在隔绝紫外光的条件下(可采用黄光照明),将单体A、单体B和CAB第一次搅拌混合,然后加入预聚物和流平剂,进行第二次搅拌混合,再加入光引发剂,进行第三次搅拌混合,即制得所述光油。
优选的,第一次搅拌混合的搅拌速度为280-320转/分钟,搅拌的时间为10-30分钟。
优选的,第二次搅拌混合的搅拌速度为480-550转/分钟,搅拌的时间为10-30分钟。
优选的,第三次搅拌混合的搅拌速度为480-550转/分钟,搅拌的时间为25-40分钟。
上述搅拌的速度和时间的合理选择,既可以使得各组分混合均匀,又能尽量避免气泡产生,有利于制得的光油更加稳定。
一种墨水打印的工艺,将本发明所述的光油打印在基材上,形成光油层,然后在光油层上打印墨水,最后固化。
优选的,所述墨水为UV墨水。
优选的,所述基材选自PMMA(有机玻璃)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PVC(聚氯乙烯)或PS(聚苯乙烯)中的任意一种。
相对于现有技术,本发明的有益效果如下:
(1)本发明通过选择合适的预聚物、单体和含有碳碳双键的醋酸丁酸纤维素,使得所述固化后的光油能对各类基材具有良好的附着力,又能对常用的UV墨水具有很好的相容性(即本发明制得的光油课余常用的UV墨水能很好的配套使用),从而提高了UV墨水对基材的附着力。由于所述光油的存在,光油和UV墨水固化后,光油于基材表面交联固化形成致密涂层有效防止水和酒精浸入,提高了UV墨水的耐水性和耐酒精性。
(2)本发明所述的光油可在UV墨水打印前先直接打印在各类基材上,打印效率高,且无VOC挥发带来的环境问题。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案,现列举以下实施例进行说明。需要指出的是,以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用预聚物超支化聚酯丙烯酸酯由中山市千佑化学材料有限公司提供,产品型号为UV7-4X;改性聚氨酯丙烯酸酯由广东昊辉新材料有限公司提供,产品型号为CR90051或者由广州五行材料科技有限公司提供,产品型号为W3050;改性聚丙烯酸酯由广东昊辉新材料有限公司提供的UZ160。
实施例1
一种光油,按重量份数计,包括以下组分:
含有碳碳双键的醋酸丁酸纤维素JS-126的分子量为50000-55000。
实施例2
一种光油,按重量份数计,包括以下组分:
实施例3
实施例3中的光油组分与实施例2光油组分的区别仅在于实施例3中的预聚物用改性聚丙烯酸酯(UZ160)替代实施例2中的超支化聚酯丙烯酸酯(UV7-4X),其余组分及用量都相同。
实施例4
一种光油,按重量份数计,包括以下组分:
实施例5
一种光油,按重量份数计,包括以下组分:
实施例1-5中光油,通过以下步骤制得:
分别按配方量称取实施例1-5光油组分,在隔绝紫外光的条件下(采用黄光照明),将单体A、单体B和CAB第一次搅拌混合,搅拌速度为300转/分钟,搅拌的时间为20分钟,然后加入预聚物和流平剂,进行第二次搅拌混合,第二次搅拌混合的搅拌速度为500转/分钟,搅拌的时间为15分钟,再加入光引发剂,进行第三次搅拌混合,第三次搅拌混合的搅拌速度为500转/分钟,搅拌的时间为30分钟,即制得实施例1-5中的光油。
实施例6
一种光油,按重量份数计,包括以下组分:
含有碳碳双键的醋酸丁酸纤维素JS-113的分子量为40000-50000。
一种光油的制备方法,包括以下步骤:
按配方量称取各组分,在隔绝紫外光的条件下(采用黄光照明),将2-苯氧基乙基丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和含有碳碳双键的醋酸丁酸纤维素JS-113第一次搅拌混合,搅拌速度为280转/分钟,搅拌的时间为30分钟,然后加入改性聚氨酯丙烯酸酯(W3050)和聚酯改性有机硅氧烷,进行第二次搅拌混合,搅拌速度为550转/分钟,搅拌的时间为15分钟,再加入2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦,进行第三次搅拌混合,搅拌速度为550转/分钟,搅拌的时间为30分钟,即制得光油。
实施例7
一种光油,按重量份数计,包括以下组分:
一种光油的制备方法,包括以下步骤:
按配方量称取各组分,在隔绝紫外光的条件下,将N-乙烯基比咯酮、季戊四醇三丙烯酸酯和含有碳碳双键的醋酸丁酸纤维素JS-116第一次搅拌混合,搅拌速度为320转/分钟,搅拌的时间为10分钟,然后加入预聚物和流平剂,进行第二次搅拌混合,搅拌速度为480转/分钟,搅拌的时间为30分钟,再加入光引发剂,进行第三次搅拌混合,搅拌速度为500转/分钟,搅拌的时间为30分钟,即制得光油。
对比例1
与实施例7相比,对比例1中采用市售的醋酸丁酸纤维素(分子量为小于40000),该市售的醋酸丁酸纤维素不含碳碳双键,用该醋酸丁酸纤维素替代实施例7中的含有碳碳双键的醋酸丁酸纤维素JS-116,其余组分和制备过程与实施例7相同。
对比例2
与实施例7相比,对比例2中不含有单体A,即不含有N-乙烯基比咯酮,其余组分和制备过程与实施例7相同。
对比例3
与实施例7相比,对比例3中不含有单体B,即不含有季戊四醇三丙烯酸酯,其余组分和制备过程与实施例7相同。
产品效果测试
测试实施例1-7、对比例1-3制得的光油在25℃下的黏度和打印流畅性(流畅性分为:优良、较好、一般、差,参照标准HG/T4577-2014《数字化喷墨印刷紫外光固化油墨》进行划分),结果如表1所示。
表1:
从表1可以看出,本发明实施例1-7制得的光油在25℃下的黏度和流畅性明显优于对比例1-3制得的光油在25℃下的黏度和流畅性。
将实施例1-7、对比例1-3制得的光油配合市售的常见UV墨水进行性能测试。具体的,在PMMA、PS或PVC基材上打印实施例1-7、对比例1-3制得的光油,形成光油层,然后打印UV墨水,在紫外光下固化,形成涂层。然后测试涂层的附着力(附着力等级划分按照ASTM标准进行,分为5B、4B、3B、2B、1B、0B,其中5B附着力最好,0B最差)、耐水性和耐酒精性。附着力测试采用GF-B型划格法,执行标准GB/T9286-88;耐水性测试:25±1℃纯净水浸泡24小时;耐酒精测试为:25±1℃95%酒精浸泡24小时,测试结果如表2所示。
表2:
从表2可以看出,本发明实施例1-7制得的光油配合UV墨水制得的涂层对PMMA、PS或PVC基材有良好的附着力、耐水性和耐酒精性能。
Claims (8)
2.根据权利要求1所述的光油,其特征在于,所述单体B选自三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或季戊四醇三丙烯酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的光油,其特征在于,所述含有碳碳双键的醋酸丁酸纤维素选自JS-113、JS-116或JS-126中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的光油,其特征在于,所述光引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮或异丙基硫杂蒽酮中的至少一种。
5.一种权利要求1-4中任一项所述的光油的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
按配方量称取各组分,在隔绝紫外光的条件下,将所述单体A、所述单体B和所述含有碳碳双键的醋酸丁酸纤维素第一次搅拌混合,然后加入所述预聚物和所述流平剂,进行第二次搅拌混合,再加入所述光引发剂,进行第三次搅拌混合,即制得所述光油。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,第一次搅拌混合的搅拌速度为280-320转/分钟;第二次搅拌混合的搅拌速度为480-550转/分钟,搅拌的时间为10-30分钟;第三次搅拌混合的搅拌速度为480-550转/分钟。
7.一种墨水打印的工艺,其特征在于,将权利要求1-4中任一项所述的光油打印在基材上,形成光油层,然后在光油层上打印墨水,最后固化。
8.根据权利要求7所述的工艺,其特征在于,所述基材选自有机玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯或聚苯乙烯中的任意一种。
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